低频减载
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后的稳定频率恰好等于允许频率。这就是求取最佳的
断开功率的理论依据。
求取各轮最佳断开功率，示意图如下：
：正常时的负荷P-f曲线； eL
：第i-1轮动作切负荷后的P-f曲线；
：第i轮动作切负荷后的P-f曲线。
已知额定频率为，恢复频率为，i轮动作频
率为。
由负荷频率调节系数的定义，对曲线有：
第三节 低频减载的整定计算
一、 最大功率缺额的确定
目的：保证在系统发生最大可能的功率缺额时，
也能断开相应的用户，避免系统的瓦解，使频率趋于
稳定。
对系统中可能发生的最大功率缺额应作具体分
析：有的按系统中断开最大容量的机组来考虑；有的
要按断开发电厂高压母线来考虑等。
系统功率最大缺额确定以后，就可以考虑接于减
负荷装置上的负荷的总数。
要考虑二点：
1) 确定要恢复的频率可以低于额定频率。
2) 考虑到负荷调节效应，接于减负荷装置上的负
荷总功率可比最大功率缺额小些。
负荷功率与频率的关系示意图如下：
JHPqeP
a) 正常运行：在曲线上，此时，
；
1LPeff.
LLePP.
*
eheffff
.
..
二、 各轮动作频率的选择
频率由高到低切除负荷，根据各级的启动频率分
为若干级。
1) 第一级动作频率：一般的一级启动频率整定在
49Hz。（高低都不好）；
2) 最后一轮的动作频率：自动减负荷装置最后一轮
的动作频率最好不低于46～46.5Hz（一般取决于
功率全部转换成以为基准的标幺值，得：
对曲线同理可得：
将上式带入，可求出各轮最佳的断开功率：
其中：，，
1iL.
iL
efhf
if
*11ihiiLieLekkPPfKfPP
.
.
....
.
...
LeP
1*****
11iihiLikkPPKfP
.
.
..
.........
系数为2（标么值）。当系统出现最大功率缺额
为900MW时候，如果希望恢复频率为48Hz，
求接入减负荷装置的负荷总功率。
6) 低频减载装置两级动作频率的整定要考虑哪
些因数？
7) 为何低频减载装置要设置延时？
8) 特殊级有何作用？它依靠何种措施来与基本
级配合？
三、 系统频率的动态特性
系统出现功率缺额时，频率从正常状态过渡到另
一个稳定值所经理的过程，称为电力系统的动态频率
特性。
决定因素：有功缺额的大小、系统转动部分的机
械惯性、负荷的调节效应。
变化方程式：
ftTeffff
.
...＋(-)e
上式包含最后稳定频率、初始额定频率以及频率
本章思考题
1) 正常状态下电网的频率允许范围是多少？事
故情况下的最低频率是多少？
2) 低频对电网有何不良影响？
3) 电网的动态频率特性是什么？与哪些因素有
关？
4) 低频减载装置某轮动作后可能出现哪几种情
况？如何处理？
5) 某系统用户总功率为2800MW，负荷调节效应
三、 各轮最佳断开功率的计算
某UFLS在i-1轮动作后的3种情况：
① 频率既不恢复，也不继续下降。由特殊级（后备
级）动作切除部分负荷使频率恢复。如曲线1
所示。
② 频率刚好稳定在i轮的动作频率上，经延时后，
动作切除负荷，频率恢复到允许值。如曲线2。
③ 频率下降到达下轮的动作频率后，经延时后，动
d) 事故情况下（线路断开、发电机组异常退出等），
无其它备用有功容量时，系统出现功率缺额，频
率会大幅度下降，只能采取自动切除部分负荷的
方法使频率下降到允许范围内，称为自动低频减
载。
e) 自动低频减载是电网重要的反事故措施。
f) 低频减载装置的要求：事故时候自动切除的负荷
不能过多也不能过少。
..
.
iL
****
11ihiLhkkPKfP
.
..
.......
..
.
*iP
.
1***
**
1**
()
(1)
1iLihikkLhKffPPKf
.
.
...
....
..
.
* iiLePPP
.
..* eiieffff
.
..* ehheffff
.
..
第七章 电力系统低频减载
第一节 概述
一、 基本概念
a) 正常电网频率的允许变化范围：正负0.2Hz～
0.5Hz，（49.8～50.5）。
b) 事故异常情况下的频率：不能低于47Hz下长期
运行，瞬时值不能低于45Hz。
c) 正常符合变动引起的频率变化由发电机调速系
统处理（包括频率升高）。
，，；由图中负荷调
节效应可得到：
JHqePP.
2LPyff.LLeJHPPP..
**
*
*
)/()(
fPPPPfPKJHleJHqeL.
..
.
.
.
.
可求出最大切除的负荷为：
其中：
例题：
**
**
1fKPfKPPLleLqeJH..
..
.
缺额已经减小，所以频率将按3-4 的曲线而不是
3-3'曲线继续下降。
d) 点4～5：当频率下降到时，ZPJH 的第二轮
频率继电器启动，经一定时间后，断开了接
于第二轮频率继电器上的用户。
2f
2t.
e) 点5～6：系统有功功率缺额得到补偿。频率开
始沿5～6 曲线回升，最后稳定在。 (2)f.
轮次：计算点。 12nfff.、
二、 减载装置
每一轮的组成：频率继电器、延时闭合继电器、
执行继电器。
原理接线图：
单极接线图：
安装：分散安装在电力系统的各个变电站中。
发展历史：电磁式继电器→模拟电子式频率继电
器→数字式频率继电器→微机低频减载装置。
致稳定破坏。（励磁机转速降低，<45Hz时出现）
c) 对电动机转速、功率的影响。（包括影响产品质
量、出力降低、测量误差等）
d) 危及汽轮机叶片（48.5Hz发信号、47.5Hz时30s
跳闸、47Hz时0s跳闸；52Hz时0.3s跳）
e) 核能电厂冷却介质泵对频率要求很高，不能满足
时自动跳闸。
四、 动作延时的确定
防止系统振荡或电压短五、 特殊级的有关参数
动作频率：大于或等于基本级第一轮的动作频率；
延时时间：大延时10s～15s，实现与基本级的配
合。仅当基本级动作后不能使频率恢复到允许值，特
殊级才动作。
g) 中文“ZDPJ”或“ZJPH”；英文UFLS（Under
Frequency Load Shedding）
二、 系统频率的事故限额
a) 厂用电机械出力下降导致的频率雪崩。（<47Hz
时出力显著下降，发电机出力下降，恶性循环）
b) 发电机无功出力减少引起电压水平降低，可能导
束。
a) 点1：系统发生了大量的有功功率缺额；
b) 点2～3：点2时刻频率下降到，第一轮继电
器起动，经一定时间延时，在点3切除部分负
荷。这就是第一次对功率缺额进行的计算。
1f
1t.
c) 点3～4：如果功率缺额比较大，第一次计算不
能求到系统有功功率缺额的数值，那么频率还会
继续下降。很显然由于切除了一部分负荷，功率
变化的时间常数（4~10s）。其中时间常数取决于机组
的惯性时间常数和负荷调节效应系数，对于大的系统
较大。
第二节 低频减载的工作原理
一、 基本原理过程
逐次逼近原理：进行一次次的计算，直到找到系
统功率缺额的数值（同时也断开了相应的用户）。即系
统频率重新稳定下来或出现回升时，这个过程才会结
作切除负荷，频率继续下降。如曲线3。
情况①说明：i-1轮动作，由于切负荷较多，（负
荷频率特性）频率稳定值高于i轮的动作频率。
情况③说明：i-1轮动作后，由于切负荷较少，稳
定频率大大低于i轮的动作频率。
情况②说明：i-1轮动作后，由于切负荷适当，稳
定频率刚好等于i轮的动作频率。此时i轮动作切负荷
b) 故障导致出现功率缺额，如UFLS不切除
负荷，则运行点沿曲线下滑，此时，
；
qeP
ff..
LLeqePPP..
c) 如UFLS切除负荷，则运行曲线
→，此时，；
JHqePP.
3LPeff.LLeqePPP..
d) 为了保证用户供电，应尽量少切除负荷。则
UFLS切除负荷，则运行曲线→
一般来说：级差主要取决于继电器的最大误差。
2wctyffff.......
wcf.
tf.
yf.
电磁式：，则频率级差为
数字式：，则频率级差为
0.15wcf.＝0.5wcf.＝
0.05wcf.＝0.3wcf.＝
4) 总动作级数：
11nffNf
.
..
.
高温高压火电厂的最低工作频率）
3) 前后两级动作的频率间隔：前后两级动作的时间
间隔是受频率测量元件的动作误差和开关固有
跳闸时间限制的。
一般公式：
其中：
频率继电器的最大误差（考虑上轮为负误差，
下轮为正误差）
装置动作和跳闸时间内频率的下降值
（0.15Hz）
频率的裕度值（0.5Hz）
断开功率的理论依据。
求取各轮最佳断开功率，示意图如下：
：正常时的负荷P-f曲线； eL
：第i-1轮动作切负荷后的P-f曲线；
：第i轮动作切负荷后的P-f曲线。
已知额定频率为，恢复频率为，i轮动作频
率为。
由负荷频率调节系数的定义，对曲线有：
第三节 低频减载的整定计算
一、 最大功率缺额的确定
目的：保证在系统发生最大可能的功率缺额时，
也能断开相应的用户，避免系统的瓦解，使频率趋于
稳定。
对系统中可能发生的最大功率缺额应作具体分
析：有的按系统中断开最大容量的机组来考虑；有的
要按断开发电厂高压母线来考虑等。
系统功率最大缺额确定以后，就可以考虑接于减
负荷装置上的负荷的总数。
要考虑二点：
1) 确定要恢复的频率可以低于额定频率。
2) 考虑到负荷调节效应，接于减负荷装置上的负
荷总功率可比最大功率缺额小些。
负荷功率与频率的关系示意图如下：
JHPqeP
a) 正常运行：在曲线上，此时，
；
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*
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.
..
二、 各轮动作频率的选择
频率由高到低切除负荷，根据各级的启动频率分
为若干级。
1) 第一级动作频率：一般的一级启动频率整定在
49Hz。（高低都不好）；
2) 最后一轮的动作频率：自动减负荷装置最后一轮
的动作频率最好不低于46～46.5Hz（一般取决于
功率全部转换成以为基准的标幺值，得：
对曲线同理可得：
将上式带入，可求出各轮最佳的断开功率：
其中：，，
1iL.
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系数为2（标么值）。当系统出现最大功率缺额
为900MW时候，如果希望恢复频率为48Hz，
求接入减负荷装置的负荷总功率。
6) 低频减载装置两级动作频率的整定要考虑哪
些因数？
7) 为何低频减载装置要设置延时？
8) 特殊级有何作用？它依靠何种措施来与基本
级配合？
三、 系统频率的动态特性
系统出现功率缺额时，频率从正常状态过渡到另
一个稳定值所经理的过程，称为电力系统的动态频率
特性。
决定因素：有功缺额的大小、系统转动部分的机
械惯性、负荷的调节效应。
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ftTeffff
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上式包含最后稳定频率、初始额定频率以及频率
本章思考题
1) 正常状态下电网的频率允许范围是多少？事
故情况下的最低频率是多少？
2) 低频对电网有何不良影响？
3) 电网的动态频率特性是什么？与哪些因素有
关？
4) 低频减载装置某轮动作后可能出现哪几种情
况？如何处理？
5) 某系统用户总功率为2800MW，负荷调节效应
三、 各轮最佳断开功率的计算
某UFLS在i-1轮动作后的3种情况：
① 频率既不恢复，也不继续下降。由特殊级（后备
级）动作切除部分负荷使频率恢复。如曲线1
所示。
② 频率刚好稳定在i轮的动作频率上，经延时后，
动作切除负荷，频率恢复到允许值。如曲线2。
③ 频率下降到达下轮的动作频率后，经延时后，动
d) 事故情况下（线路断开、发电机组异常退出等），
无其它备用有功容量时，系统出现功率缺额，频
率会大幅度下降，只能采取自动切除部分负荷的
方法使频率下降到允许范围内，称为自动低频减
载。
e) 自动低频减载是电网重要的反事故措施。
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第七章 电力系统低频减载
第一节 概述
一、 基本概念
a) 正常电网频率的允许变化范围：正负0.2Hz～
0.5Hz，（49.8～50.5）。
b) 事故异常情况下的频率：不能低于47Hz下长期
运行，瞬时值不能低于45Hz。
c) 正常符合变动引起的频率变化由发电机调速系
统处理（包括频率升高）。
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3-3'曲线继续下降。
d) 点4～5：当频率下降到时，ZPJH 的第二轮
频率继电器启动，经一定时间后，断开了接
于第二轮频率继电器上的用户。
2f
2t.
e) 点5～6：系统有功功率缺额得到补偿。频率开
始沿5～6 曲线回升，最后稳定在。 (2)f.
轮次：计算点。 12nfff.、
二、 减载装置
每一轮的组成：频率继电器、延时闭合继电器、
执行继电器。
原理接线图：
单极接线图：
安装：分散安装在电力系统的各个变电站中。
发展历史：电磁式继电器→模拟电子式频率继电
器→数字式频率继电器→微机低频减载装置。
致稳定破坏。（励磁机转速降低，<45Hz时出现）
c) 对电动机转速、功率的影响。（包括影响产品质
量、出力降低、测量误差等）
d) 危及汽轮机叶片（48.5Hz发信号、47.5Hz时30s
跳闸、47Hz时0s跳闸；52Hz时0.3s跳）
e) 核能电厂冷却介质泵对频率要求很高，不能满足
时自动跳闸。
四、 动作延时的确定
防止系统振荡或电压短五、 特殊级的有关参数
动作频率：大于或等于基本级第一轮的动作频率；
延时时间：大延时10s～15s，实现与基本级的配
合。仅当基本级动作后不能使频率恢复到允许值，特
殊级才动作。
g) 中文“ZDPJ”或“ZJPH”；英文UFLS（Under
Frequency Load Shedding）
二、 系统频率的事故限额
a) 厂用电机械出力下降导致的频率雪崩。（<47Hz
时出力显著下降，发电机出力下降，恶性循环）
b) 发电机无功出力减少引起电压水平降低，可能导
束。
a) 点1：系统发生了大量的有功功率缺额；
b) 点2～3：点2时刻频率下降到，第一轮继电
器起动，经一定时间延时，在点3切除部分负
荷。这就是第一次对功率缺额进行的计算。
1f
1t.
c) 点3～4：如果功率缺额比较大，第一次计算不
能求到系统有功功率缺额的数值，那么频率还会
继续下降。很显然由于切除了一部分负荷，功率
变化的时间常数（4~10s）。其中时间常数取决于机组
的惯性时间常数和负荷调节效应系数，对于大的系统
较大。
第二节 低频减载的工作原理
一、 基本原理过程
逐次逼近原理：进行一次次的计算，直到找到系
统功率缺额的数值（同时也断开了相应的用户）。即系
统频率重新稳定下来或出现回升时，这个过程才会结
作切除负荷，频率继续下降。如曲线3。
情况①说明：i-1轮动作，由于切负荷较多，（负
荷频率特性）频率稳定值高于i轮的动作频率。
情况③说明：i-1轮动作后，由于切负荷较少，稳
定频率大大低于i轮的动作频率。
情况②说明：i-1轮动作后，由于切负荷适当，稳
定频率刚好等于i轮的动作频率。此时i轮动作切负荷
b) 故障导致出现功率缺额，如UFLS不切除
负荷，则运行点沿曲线下滑，此时，
；
qeP
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LLeqePPP..
c) 如UFLS切除负荷，则运行曲线
→，此时，；
JHqePP.
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d) 为了保证用户供电，应尽量少切除负荷。则
UFLS切除负荷，则运行曲线→
一般来说：级差主要取决于继电器的最大误差。
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wcf.
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电磁式：，则频率级差为
数字式：，则频率级差为
0.15wcf.＝0.5wcf.＝
0.05wcf.＝0.3wcf.＝
4) 总动作级数：
11nffNf
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..
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高温高压火电厂的最低工作频率）
3) 前后两级动作的频率间隔：前后两级动作的时间
间隔是受频率测量元件的动作误差和开关固有
跳闸时间限制的。
一般公式：
其中：
频率继电器的最大误差（考虑上轮为负误差，
下轮为正误差）
装置动作和跳闸时间内频率的下降值
（0.15Hz）
频率的裕度值（0.5Hz）